Laser drop on demand joining as bonding method for electronics assembly and packaging with high thermal requirements

Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein neuartiger Fügeprozess entwickelt und sowohl aus anwendungsorientierter als auch aus wissenschaftlicher Sicht un-tersucht. Bei diesem Verfahren wird mittels Laserstrahlung ein CuSn-Löt-formteil aufgeschmolzen, und anschließend mittels Inertgasüberdruck aus ei-ner keramischen Kapillare ausgetrieben. Nach einer Flugphase trifft der Löttropfen auf die Fügefläche und benetzt die Fügepartner, wo er nach der Erstarrung eine metallurgische Verbindung bildet. Dieser Prozess wird als La-ser Drop on Demand Joining (LDJ) bezeichnet. Es konnte gezeigt werden, dass die Scherfestigkeit der Verbindungen die Festigkeit von Standardloten auf Zinnbasis um den Faktor zwei übersteigt und die erzeugte Verbindung zudem den Temperaturen und Scherkräften, die während des Al-Druckguss-prozesses auftreten widersteht. Darüber hinaus kann durch die Messung des zum Aufschmelzen des Lotformteils notwendigen Zeitraums eine Quantifi-zierung des Absorptionsgrades von Metallen sowie von Energieverlusten durch Konvektion, Konduktion und Wärmestrahlung möglich.